适用于IGBT驱动模块高压侧供电的DC-DC变换电路

摘要

本发明公开了一种适用于IGBT驱动模块高压侧供电的DC-DC变换电路，包括提供工作电压的电源、非稳态多谐振荡器、控制脉冲整形电路、LC谐振电路、高频脉冲变压器、高压侧整流滤波电路、二级稳压电路、输出电压阻抗调节与电流放大电路，还包括第七二极管D7和第八二极管D8，用于控制第一场效应管Q1和第二场效应管Q2之间的安全导通时间间隔，防止其同时导通而使低压侧电源短路；本发明还包括一个限流电路，可以将限流前的电源接至需要给IGBT提供足够大电流输出能力的驱动模块，将限流后的电源接至IGBT驱动模块高压侧的其它控制他单元。本发明电路功能完善，性能可靠，使用方便，易于推广应用。

主权项

一种适用于IGBT驱动模块高压侧供电的DC‑DC变换电路，包括：一个提供工作电压的电源VCC；一个非稳态多谐振荡器，由第一施密特反相触发器U1A、第一电阻R1、第一电容C1组成，用于给控制脉冲整形电路提供输入信号，并给LC谐振电路提供起振脉冲源；其中第一施密特反相触发器U1A的输入端经第一电容C1接至零参考电压GND，同时输入端经第一电阻R1接至自身的输出端；一个控制脉冲整形电路，由第二电阻R2、第二电容C2、第二施密特反相触发器U1B、第三电阻R3、第三电容C3、第三施密特反相触发器U1C、第一二极管D1、第二二极管D2组成，其主要用于对非稳态多谐振荡器产生的脉冲进行整形处理，产生用于控制第一场效应管Q1和第二场效应管Q2导通和关断的脉冲信号；其中其输入端为第一二极管D1阳极与第二二极管D2阴极的连接点，该连接点接至第一施密特反相触发器U1A的输出端，同时该连接点分别连接至第二电阻R2和第三电阻R3的一端；第二电阻R2的另一端接至第一二极管D1的阴极和第二施密特反相触发器U1B的输入端，同时经第二电容C2接至零参考电压GND；第三电阻R3的另一端接至第二二极管D2的阳极和第三施密特反相触发器U1C的输入端，同时经第三电容C3接至零参考电压GND；LC谐振电路，主要由第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、高频脉冲变压器的原边、第四电容C4和第五电容C5组成，用于在第一场效应管Q1和第二场效应管Q2得高速通断状态下，电路产生谐振现象，将供电电源VCC的能量以高频PWM波的形式经由高频脉冲变压器的原边传递到副边，实现电能的传递；其中第一场效应管Q1的栅极连接来自第二施密特反相触发器U1B的输出端，漏极接至零参考电压GND，源极接至高频脉冲变压器原边T1的一端；第二场效应管Q2的栅极连接来自第三施密特反相触发器U1C的输出端，源极接至工作电源VCC，漏极接至第一场效应管Q1的源极；高频脉冲变压器原边的一端连接第一场效应管Q1的源极，另一端分别经由第五电容C5接至零参考电压GND以及第四电容C4接至电源电压VCC；其特征在于：还包括第七二极管D7和第八二极管D8，二极管均为快恢复二极管，第七二极管D7内置于第一场效应管Q1，第八二极管D8内置于第二场效应管Q2，主要作用是给LC谐振电路提供续流回路；一个高频脉冲变压器，用于实现供电电源VCC能量的传递和原、副边之间的电气隔离；高压侧整流滤波电路，主要包括第三整流二极管D3、第四整流二极管D4、第五整流二极管D5、第六整流二极管D6，第六电容C6，第七电容C7；用于实现对高频脉冲变压器T1副边中的高频PWM脉冲波进行整流和滤波处理，给后级电路提供电源；其中高频脉冲变压器T1副边的一端连接第三整流二极管D3的阳极和第五整流二极管D5的阴极，另一端连接第四整流二极管D4的阳极和第六整流二极管D6的阴极；第三整流二极管D3的阴极和第四整流二极管D4的阴极同时经由第六电容C6和第七电容C7接至第五整流二极管D5的阳极和第六整流二极管D6的阳极，其中第六电容C6为极性电容，正极接至参考电压VCCA，负极接至参考电压AGND；二级稳压电路，主要由第四电阻R4、第一稳压二极管ZD1、第二稳压二极管ZD2，第八电容C8和第九电容C9组成，作用为实现两级稳压，给IGBT驱动模块提供两个电压基准单元；其中第四电阻R4的一端接至参考电压VCCA，另一端连接第一稳压二极管ZD1的阴极；第二稳压二极管ZD2的阴极连接第一稳压二极管ZD1的阳极，同时经由第八电容C8和第九电容C9接至自身的阳极，同时接至参考电压AGND，其中第九电容C9为极性电容，正极接至参考电压VCCE，负极接至参考电压AGND；参考电压VCCE与第六电容C6正极、第七电容C7的一端相连，参考电压AGND与第六电容C6的负极、第七电容C7的另一端相连；输出电压阻抗调节与电流放大电路，主要由第五电阻R5、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8及第十电容C10组成，主要作用为实现输出电压输出阻抗的调节，降低本DC‑DC变换电路的输出阻抗，同时对输出电流进行放大输出，给IGBT导通时提供足够大的瞬时导通电流；其中第三三极管Q3的基极连接第一稳压二极管ZD1的阴极，发射极连接到第五三极管Q5的发射极，集电极经连接第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端连接第四三极管Q4的发射极，同时接至参考电压VCCA；第四三极管Q4的基极连接第三三极管Q3的集电极，发射极接至参考电压VCCA，集电极连接第五三极管Q5的集电极，同时接至参考电压VCCD；第五三极管Q5的发射极连接第六电阻R6的一端，基极经由第七电阻R7与第六电阻R6的另一端连接，同时基极经由第八电阻R8与自身的集电极连接；第十电容C10为极性电容，正极接至第四三极管Q4的集电极，同时接至参考电压VCCD，负极连接第二稳压二极管ZD2的阴极，同时接至参考电压VCCE；参考电压VCCD经过限流电路后连接到IGBT驱动模块高压侧的其他控制单元。